氯堿生產(chǎn)蒸發(fā)工段工藝研究

李長新

（江蘇戴夢特化工科技股份有限公司，江蘇 洪澤223100）

0 前言

氯堿工業(yè)是基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)之一，是古老、傳統(tǒng)的能源與資金密集型基本原料工業(yè)。氯堿工業(yè)的產(chǎn)品是燒堿和氯氣，它們廣泛的應(yīng)用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金和有色金屬工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)等部門，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。

隔膜法目前是國內(nèi)氯堿生產(chǎn)的主要方法，工藝主要包括化鹽、電解、蒸發(fā)、鹽酸、液化等工段，其主要反應(yīng)為：

2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑

本文主要介紹隔膜法氯堿生產(chǎn)幾各常見的蒸發(fā)方法。

1 蒸發(fā)生產(chǎn)工藝研究

1.1 雙效順流流程

雙效順流流程是一種生產(chǎn)30%液體燒堿的流程。在此流程中，鍋爐送來的蒸汽進(jìn)入Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室，再進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器的加熱室，Ⅱ效的二次蒸汽經(jīng)捕沫器除去夾帶的堿沫后，再經(jīng)冷卻器后進(jìn)入下水道，堿沫收集至堿罐返回Ⅱ效。Ⅰ、Ⅱ效的加熱蒸汽冷凝水經(jīng)加熱器.預(yù)熱電解液后。加熱貯罐用作洗滌或化鹽。

雙效順流流程工藝設(shè)備簡單，對生蒸汽壓力要求不高，但是熱量利用率低，蒸汽消耗高，在生產(chǎn)30%堿時熱量消耗太高。

1.2 三效順流

三效順流流程多數(shù)用于生產(chǎn)30%液體堿液。電解液貯槽內(nèi)的電解液，用加料泵送入預(yù)熱器至100℃以上。輸入Ⅰ效蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)。原料液再用泵輸入Ⅱ效蒸發(fā)器，Ⅱ效蒸發(fā)器的料液輸入到Ⅲ效蒸發(fā)器。Ⅲ效蒸發(fā)器出來的30%成品堿送入濃堿冷卻槽，冷卻到30℃以下。澄清后的堿液送濃堿貯槽，由成品堿泵輸入成品堿。由過濾器采出的鹽漿經(jīng)旋液分離器增稠后集中排入鹽堿高位槽中，匯同成品堿沉清冷卻。采出的鹽泥一起輸入離心機分離。第一次所得的堿液經(jīng)過化鹽池化鹽后，再經(jīng)堿液貯槽送入Ⅰ效蒸發(fā)器蒸發(fā)、洗滌后堿鹽化成回收鹽水。

三效順流工藝不但適用于生產(chǎn)30%的堿，也適用于42%的堿。但是在生產(chǎn)42%的堿時，由于各效的濃度均相應(yīng)增加，沸點上升造成有效溫度減小，推動力不足。因此要改善蒸發(fā)器的傳熱狀況就必須采用強制循環(huán)蒸發(fā)，此外成品堿澄清槽中采用的鹽泥分開處理，應(yīng)用氯化銀法或冷凍法除去硫酸鈉后才能送回化鹽段工序使用。

三效順流工藝對蒸汽作了三次利用，僅有Ⅲ效的二次蒸汽被冷凝排放，它僅占總蒸發(fā)量的1/3左右，故該工藝的熱量浪費少，蒸汽消耗低。三效順流工藝與雙效順流工藝十分相似，操作容易控制。在生產(chǎn)42%堿液時對設(shè)備的材質(zhì)也無特殊要求，只是對生蒸汽壓力的要求高一點。

1.3 三效四體順流兩段蒸發(fā)流程

該流程適用于生產(chǎn)30%燒堿。第一段是標(biāo)準(zhǔn)的三效順流工藝，將堿液濃縮到30%左右。第二段是在Ⅲ效后面增加一只濃效，利用Ⅰ效的二次汽或Ⅰ效蒸汽冷凝液的閃蒸氣作熱源，將30%的堿液進(jìn)一步濃縮到42%。濃堿析出的鹽泥經(jīng)旋液分離器增稠后，經(jīng)鹽泥貯槽，放入離心機進(jìn)行處理。一段的Ⅲ效蒸發(fā)器和二段濃效蒸發(fā)器均為負(fù)壓操作，其二次汽冷凝后全部排入下水道。由于該工藝的二段蒸發(fā)使用的是Ⅰ效二次汽，單位蒸發(fā)量的汽耗比三效順流高，但工藝強度大，是制備42%堿液比較成熟的流程之一。

1.4 斯文森蒸發(fā)技術(shù)

斯文森蒸發(fā)技術(shù)的工藝流程是來自電槽的電解液進(jìn)入Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效，加熱蒸汽則從Ⅲ效、Ⅱ效、Ⅰ效逆流蒸發(fā)，從Ⅲ效蒸發(fā)器出來的濃堿液再經(jīng)閃蒸可獲得50%NaOH的濃堿液。每效用泵將堿液作外環(huán)蒸發(fā)，并經(jīng)旋液分離器凈化料液，析出的食鹽結(jié)晶將沉析，在每效的鹽析槽中。

各效的鹽泥一并送鹽泥槽，再用泵送至旋液分離器。經(jīng)離心機分離后，析出的鹽泥經(jīng)洗滌、過濾后再經(jīng)一套旋液分離器和離心分離器，將純鹽分離后貯于純鹽槽中，以作備用。

從閃蒸出來的50%堿液，經(jīng)冷卻和冷凍再用泵送至燒堿離心器，進(jìn)一步除去結(jié)晶鹽，過濾后即可得50%成品堿。

2 結(jié)語

以上對燒堿蒸發(fā)的幾種方法進(jìn)行了比較。我國的氯堿企業(yè)生產(chǎn)30%液體燒堿主要采用雙效順流、三效順流強制循環(huán)，三效逆流強制循環(huán)流程。從現(xiàn)階段我國氯堿工業(yè)的概況來看,采用三效逆流強制循環(huán)工藝流程是現(xiàn)階段制備30%液堿比較成熟的流程之一，且投資少，利益高，維護(hù)修理比較簡單。

［1］薛本東.氯堿生產(chǎn)技術(shù)[Z].北京:化工部化工司，1985.

［2］陸出興.氯堿化工生產(chǎn)工藝－氯堿[Z].北京:化工部化工司，1981.

［3］張泗文.世界氯堿工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢[J].氯堿工業(yè)，2002.